zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Phân tích cục bộ dầm hộp trong tính toán thiết kế cầu Phật Tích - Đại Đồng Thành

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Phân tích cục bộ dầm hộp trong tính toán thiết kế cầu Phật Tích - Đại Đồng Thành khảo sát sự làm cục bộ của dầm cầu khu vực thiết kế neo cáp treo để đảm bảo sự an toàn trong quá trình thi công và khai thác của kết cấu công trình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích cục bộ dầm hộp trong tính toán thiết kế cầu Phật Tích - Đại Đồng Thành

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 PHÂN TÍCH CỤC BỘ DẦM HỘP TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU PHẬT TÍCH - ĐẠI ĐỒNG THÀNH Đặng Việt Đức Trường Đại học Thủy lợi, email: dangvietduc@tlu.edu.com 1. GIỚI THIỆU Do có hình dáng đặc biệt với chiều rộng cầu lớn, chỉ áp dụng 1 mặt phẳng dây, vị trí Cầu Phật Tích thuộc dự án xây dựng cầu neo dầm đặt chính giữa và gần phía trên bản Phật Tích - Đại Đồng Thành (cầu vượt sông mặt cầu, phân bố uốn ngang của dầm cầu sẽ Đuống kết nối hai huyện Tiên Du - Thuận rất lớn đặc biệt là xung quanh vị trí bố trí Thành, tỉnh Bắc Ninh), được thiết kế quy mô neo. Để tạo nên sức kháng uốn ngang cho vĩnh cửu, bê tông kết hợp vòm thép và hệ dây dầm cầu, tư vấn thiết kế đã cấu tạo hệ dự ứng cáp treo vào mặt cầu; chiều rộng mặt cầu lực (DƯL) ngang, như thể hiện trên hình 2. 22.5m. Kết cấu nằm trong khu vực có các Với sự kết hợp của phân bố ngang lớn do tĩnh khu di tích lịch sử như Lăng và Đền thờ Thủy tải dầm, hệ thống DƯL ngang và lực tập tổ Kinh Dương Vương, chùa Bút Tháp và trung lớn theo phương đứng xiên của hệ chùa Phật Tích, Đền Đô... và nhiều di tích thống dây cáp treo, khu vực neo của cáp treo khác đã được nhà nước xếp hạng, tạo điều sẽ có phân bố cục bộ rất phức tạp. Nội dung kiện cho tỉnh Bắc Ninh phát triển du lịch và của bài viết này là khảo sát sự làm cục bộ của dịch vụ. Do nằm ở vị trí giao thoa của các địa dầm cầu khu vực thiết kế neo cáp treo để đảm điểm văn hóa tâm linh nên dự án được chủ ý bảo sự an toàn trong quá trình thi công và thiết kế với hình dáng đặc biệt để tạo điểm khai thác của kết cấu công trình. nhấn về mặt kiến trúc. Cầu có hình dáng kiến trúc với 5 vòm chịu lực mang hình tượng cặp rồng thời Lý, thân rồng cuộn hình chữ S, giữa đỉnh vòm là đầu cặp rồng cất cao, đối xứng nhau qua hòn ngọc, tượng trưng cho mặt Hình 2. Thiết kế bố trí DƯL ngang trăng, mặt trời. Mỗi thân rồng có 12 vây tượng trưng cho 12 tháng mưa thuận gió hòa 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trong năm Hình 1. Dựa vào thiết kế của dầm cầu, nghiên cứu tiến hành khảo sát đoạn dầm ứng với 2 vị trí treo dây: Đoạn dầm dài 5.6m và 5.8m ứng với sự khảo sát vị trí dây treo đứng và dây treo xiên với góc nghiêng lớn nhất 61 độ. Để khảo sát sự làm việc cục bộ của khu vực kết cấu, nghiên cứu đã áp dụng mô hình theo phương pháp Phần tử hữu hạn (PP PTHH). Các dạng phần tử được áp dụng trong mô hình là: Phần tử được áp dụng để mô tả phần vật liệu bê tông là loại C3D8R : Hình 1. Phối cảnh cầu Phật Tích An 8-node linear brick, reduced integration, 158
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 Dạng phần tử khối tuyến tính 8 nút tích phân Mô hình vật liệu phi tuyến Concrete rút gọn; Dạng phần tử C3D20R [1]: A 20- Damaged Plasticity (CDP) [2] được áp dụng node quadratic brick, reduced integration để mô tả vật liệu bê tông dầm có có xét đến dạng phần tử khối nội suy bậc 4 với 20 nút, ảnh hưởng của vết nứt xuất hiện. Quan hệ tích phân rút gọn, được áp dụng để rời rạc ứng biến nén một trục của vật liệu bê tông có vùng kết cấu quanh khu vực mấu chịu cắt, là thể được biểu diễn theo đề xuất của Kent và khu vực nhạy cảm sẽ xuất hiện vết nứt phá Park [3] với quan hệ ứng biến mô tả cho bê hoại; Và dạng phần tử C3D4 [1]: phần tử tông cấp C45 khi làm việc chịu kéo và nén khối tuyến tính 4 nút tuyến tính áp dụng ở được thể hiện như hình 4 trong hình 5. vùng trung gian giữa phần kết cấu được rời Vật liệu của cốt thép thường và thép DƯL rạc bởi phần tử có kích cỡ lớn và vùng kết ngang được mô tả theo mô hình đàn dẻo, mặt cấu nhạy cảm được rời rạc bởi phần tử có chảy dẻo von Mises (von Mises yield kích cỡ nhỏ số bậc tự do lớn. Các dạng phần surface) và giả thuyết tái bền biến dạng. tử vừa đề cập sẽ được áp dụng để rời rạc Quan hệ ứng suất biến dạng dọc trục được sử vùng kết cấu như thể hiện trong Hình 3. dụng theo dạng đường gãy khúc với giá trị chảy dẻo thép thường fy = 420Mpa và giá trị tới hạn của thép thường và thép DƯL Ngang lần lượt fsu = 570 Mpa; fpu = 1860 Mpa. Các phần tử dàn mô tả cốt thép sẽ được được “nhúng” và các phần tử khối mô tả phần bê tông mà có cốt thép đi qua [4]. Sự tham ra làm việc của phần tử nhúng thép vào phần tử chủ là sự cộng thêm độ cứng vào các nút phần tử Hình 3. Bộ phận kết cấu được rời rạc chủ theo hướng làm việc của các phần phần tử bằng các phần tử xác định nhúng. Thép cường độ cao hình 6 cũng được 50 nhúng vào phần tử “chủ” (host elements) bê tông và sau đó được tạo lực căng trước với các 40 thông số như thiết kế. Ứng suất (Mpa) 30 20 10 0 0 0.001 0.002 0.003 Biến dạng Hình 6. Phần tử DƯL ngang nhúng trong BT Hình 4. Quan hệ ứng biến vùng nén bt C45 Nghiên cứu áp dụng tải trọng bằng hình 4 thức chuyển vị kiểm soát (chuyển vị cưỡng bức), cho phép khảo sát ứng xử của kết cấu sao 3 khi đạt được trạng thái làm việc tới hạn. Trong Ứng suất (Mpa) 2 mô hình, trên đường trục của cáp treo thiết lập một điểm ràng buộc với định nghĩa là 1 vị trí 1 điều kiện biên, có ràng buộc chuyển vị với khu vực đệm neo cáp treo. Để tạo tác động như cáp 0 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 treo lên dầm, điểm ràng buộc sẽ có một chuyển Biến dạng vị cưỡng bức theo hướng trục cáp treo, được mô tả như trong hình 7. Ứng với mỗi mức Hình 5. Quan hệ ứng biến vùng kéo bt C45 159
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 chuyển vị cưỡng bức sẽ có tương ứng các giá với lực căng trong cáp treo là 2809 kN, tương trị phản lực ở vị trí ràng buộc, cũng là điểm đương 64% fpu. Thông thường cáp treo được điều kiện biên tham chiếu. Giá trị phản lực này thiết kế với lực căng khi khai thác ở mức 50- sẽ phản ánh lực căng trong dây. 60% fpu. Ở mức 100% fpu lực căng trong cáp treo là 4407 kN tương ứng với ứng suất trong cốt thép theo dõi là 58.5 Mpa, nhỏ hơn đáng kể so với giá trị fsa = 221 Mpa, ứng với độ mở rộng vết nứt giới hạn của bê tông. 200 Ứng suất trong cốt thép theo dõi (Mpa) Hình 7. Kiểm soát chuyển vị trong mô hình 160 120 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 80 Sự làm việc cục bộ của kết cấu được đánh 58.478 Mpa giá thông qua ứng suất của cốt thép thường 40 tại những vị trí nhạy cảm nhất về nứt dầm, 0 8.762 Mpa thể hiện trong hình 8 và 9. Như quy trình 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 thiết kế hiện hành quy định [5] chiều rộng vết chuyển vị kiểm soát (mm) nứt cho phép được xác định thông qua giá trị Hình 10. Quan hệ us cốt thép vs cv kiểm soát fsa công thức (1), là ứng suất của cốt thép thường đi qua vị trí xuất hiện vết nứt. Các 4. KẾT LUẬN thông số trong (1) tham khảo ở [5]. Khi các cáp treo của kết cấu công trình Z f sa  1  0.6 f y (1) làm việc với mức căng < 50% fpu, vật liệu bê  dc A  3 tông trong dầm làm việc trong phạm vi không vượt quá giới hạn chịu kéo thiết kế. Khi các cáp treo của kết cấu công trình làm việc với mức căng > 50% fpu, vật liệu bê tông ở một số vị trí làm việc cục bộ nhạy cảm sẽ đạt mức giới hạn chịu kéo thiết kế. Khi cáp treo của kết cấu làm việc ở mức 100% fpu, ứng suất các thanh cốt thép trong Hình 8. Khu vực xuất hiện vết nứt đầu tiên khu vực làm việc cục bộ nhạy cảm vẫn nhỏ hơn giá trị giới hạn cho phép fsa. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ABAQUS. User’s Manual, Version 6.8, Hibbitt, Karls-son&Sorensen, Inc., Pawtucket, Rhode Island, USA, 2008. Hình 9. Khu vực xuất hiện vết nứt kết tiếp [2] Jason L, Pijaudier-Cabot G, Huerta A, Ghavamian S, Damage and plasticity for Quan hệ ứng suất trong thanh cốt thép theo concrete behaviour, European Congress on dõi trong vùng nứt đầu tiên hình 8 và chuyển vị Computational Methods in Applied kiếm soát ứng với trường hợp cáp treo đứng Sciences and Engineering, Jyväskylä, 2004. thể hiện ở hình 10. Ở trạng thái vật liệu bê tông [3] Kent D.C., &Park R., Flexural members with confined concrete, J.Struct.Div. 1971; vị trí theo dõi đạt giới hạn chịu kéo tối đa, ứng 97(7): 1969-1990. suất thanh cốt thép có giá trị 8.762 Mpa, ứng 160

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.